(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車用シーラントおよび防音用途に適した水性発泡性シーラント組成物を提供する。【解決手段】発泡した時に、０．４〜１．８ｇ／ｃｃの密度を有し、かつラテックスバインダー（重合単位として少なくとも１つのアクリルまたはメタクリルモノマーを含んでいるラテックスバインダー組成物であって、前記バインダーが、−３５〜３５℃のＴｇを有する組成物）、気泡発生組成物（親水性−親油性比が８〜２０である、アニオン性または非イオン性界面活性剤を含むプロフォーマント界面活性剤と発泡剤とからなる群から選択された気泡発生組成物）、気泡安定剤、レオロジー調節剤、および水を含有する発泡性シーラント組成物が提供される。同様に、この発泡性シーラント組成物を用いた、車両のシーリング方法も提供される。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
発泡性シーラント配合物であって、
（ａ）重合単位として少なくとも１つのアクリルまたはメタクリルモノマーを含んでいるラテックスバインダー組成物であって、前記バインダーが−３５〜３５℃のＴｇを有する組成物；
（ｂ）８〜２０の親水性−親油性バランスを有する、アニオン性または非イオン性界面活性剤を含むプロフォーマント界面活性剤と、発泡剤と、からなる群から選択される気泡発生組成物；
（ｃ）気泡安定剤；
（ｄ）レオロジー調節剤；
（ｅ）水
を含み、シーラントは、発泡した時に０．４〜１．８ｇ／ｃｃの密度を有する
発泡性シーラント配合物。
【請求項２】
シーラントが発泡および硬化した時、少なくとも１ｉｎ−ｌｂの金属への１８０度の剥離接着を有する、請求項１記載のシーラント。
【請求項３】
シーラントが発泡および硬化した時、少なくとも５０％の破断点伸びを有する、請求項１記載のシーラント。
【請求項４】
シーラントが少なくとも１つの架橋剤をさらに含む、請求項１記載のシーラント。
【請求項５】
ラテックスバインダーが自己架橋性である、請求項１記載のシーラント。
【請求項６】
ラテックスバインダーが、重合の間、少なくとも１つの多官能性モノマーで予め架橋されている、請求項１記載のシーラント。
【請求項７】
ラテックスバインダーが実質的に塩素を含まない、請求項１記載のシーラント。
【請求項８】
シーラントが、−６０℃〜０℃のＴｇを有する少なくとも１つの低Ｔｇアクリルラテックスバインダーをさらに含む、請求項１記載のシーラント。
【請求項９】
シーラントが、０℃〜６０℃のＴｇを有する少なくとも１つの高Ｔｇのアクリルラテックスバインダーをさらに含む、請求項１または８のいずれか１項記載のシーラント。
【請求項１０】
シーラントが機械的または化学的手段によって発泡される、請求項１記載のシーラント。
【請求項１１】
車両のシーリング方法であって、
ｉ．（ａ）重合単位として少なくとも１つのアクリルまたはメタクリルモノマーを含んでいるラテックスバインダー組成物であって、前記バインダーが、−３５〜３５℃のＴｇを有する組成物；
（ｂ）８〜２０の親水性−親油性バランスを有する、アニオン性または非イオン性界面活性剤を含むプロフォーマント界面活性剤と、発泡剤と、からなる群から選択される気泡発生組成物；
（ｃ）気泡安定剤；
（ｄ）レオロジー調節剤；および
（ｅ）水
を含んでいる発泡性シーラント配合物を提供する工程；
ｉｉ．前記シーラント配合物を、０．４〜１．８ｇ／ｃｃの密度へ発泡させて、発泡シーラントを形成する工程；
ｉｉｉ．前記発泡シーラントを自動車に適用する工程；および
ｉｖ．前記発泡シーラントを硬化する工程
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中でも特に、自動車用シーラントおよび防音用途に特に適した水性発泡性シーラント組成物に関する。本発明はまた、この発泡性シーラント組成物を用いた車両のシーリング方法にも関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車製造において、中でも特に、風および水の浸透に対してシールを与えるために、様々なポリマーシーラントが用いられてきた。風に対する車両のシーリングは、車両中へのほこりおよび汚れの流入の防止、および風の音の減少にとって望ましいが、一方、水に対するシーリングは、車両の耐用年数の間、腐食の防止、および悪臭の原因であるかびの成長の阻害にとって望ましい。シーラントは典型的には、自動車のセルフシールタイヤ、水シールド、ドア、エンジン部品、ウエザーストリップ、ネジ込み管継手、エアコンおよびヒーター、テールライト、ホイールウエルおよびほかの部分のアンダーコートにおいて、車体シームシーラーとして、ウインドシールドおよびバックライトの艶出し、接着、およびシーリングのため、および多くのほかの自動車用途のために用いられてきた。
【０００３】
自動車用シーラントは、できるだけ多くの性能要件を満たすべきである。この要件には例えば、中でも特に、優れた金属、ガラス、およびプラスチック接着、高い硬化モジュラス、高い伸び／柔軟性、良好な老化特徴、油性基体への良好な接着、アルカリおよびリン酸塩を含む耐薬品性、および良好な耐水性が含まれる。
【０００４】
従来の自動車用シーラントには、手で車両の定位置に配置することができるロープまたは予め作られたビーズの形態で製造されているポリマーシーラントが含まれる。これは、労働集約的であること、ならびに人為的なミスを受けやすいという点で、不利である。自動車用シーラントの手動設置にともなう問題を避けるために、ロボットアームによって正確に加えることができる、硬化性半液体組成物を用いてきた車両製造業者もある。これらは、上に記載された必要条件を有するシーラントを供給するために、良好な汲み上げ可能な粘度を有していなければならず、硬化性でなければならない。高分子量ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）プラスチゾルは、自動車用途に用いられる優勢なシーラントであった。このようなプラスチゾルに関連した問題は、これらが、リサイクルまたは廃棄の間に用いられる高温へ暴露された時、塩化水素気体、およびおそらくはほかの毒性副生物、例えばダイオキシン、塩素気体、および塩素化炭化水素を発生させるということである。プラスチゾルに関連したさらにほかの問題は、これらが高レベルの可塑剤を含有することである。可塑剤のいくつかは、適用の間にシーラントから、およびベーキング中にプラスチゾルの融合から放出され、経時的に滲み出し続ける傾向があり、その結果、脆化シーラントを生じ、自動車製造施設において、および自動車それ自体において、空気品質の問題を生じうる揮発性有機化合物に関する問題を生じる。さらには、このような非反応性可塑剤の存在は、長期間熱老化特性に関する問題も示す。可塑剤の使用にともなうこれらの同じ問題は、自動車製造業者が高分子量エラストマーを用いる時に遭遇する。これは、汲み上げに適した、必要な低い最終粘度を得るために、有意レベルの可塑剤を必要とする。車両製造業者によって従来から用いられているエラストマーの例には、スチレンブタジエン、ウレタン、および非硬化エチルビニルアセテートコポリマーが含まれる。
【０００５】
高い可塑剤レベルによって生じた問題は、汲み上げ可能な粘度を得るために可塑剤を必要としない液体低分子量エラストマーを用いてシーラントを配合することによって克服することができることを示唆した者もいた。しかしながらこの研究方法は、費用がかかるが、その理由は、一般的に用いられている低分子量液体、例えばウレタン、シリコーン、およびエポキシドは、高価になる傾向があるからである。これらの費用に加えて、このような物質はまた、短いポットライフを有する。したがって、このような物質を含有する混合物を使用しうる有限な期間がある。
【０００６】
米国特許第５，３８２，３９７号（Ｔｕｒｎｅｒ）は、加圧下に高粘度液体ポリマーシーラント中に気体を導入し、混合し、大気圧でミキサーから放出される前にミキサー内部でのポリマーの時期尚早な発泡を避けるような方法で、ミキサーの下流でポリマー／気体溶液を分配し、ポリマーシーラントを付着した時に独立気泡ビーズを自動車用シームに形成し、ポリマーシーラントを硬化することによる、自動車車体シームのシーリング方法を開示している。しかしながらＴｕｒｎｅｒは、−３５〜３５℃のＴｇを有するアクリルラテックスバインダー、プロフォーマント（ｐｒｏｆｏａｍａｎｔ）界面活性剤、安定化界面活性剤、レオロジー調節剤、および水を含有する発泡性シーラント組成物を開示していない。さらにはＴｕｒｎｅｒは、０．４〜１．８ｇ／ｃｃの密度を有する発泡シーラントを開示していない。
【特許文献１】米国特許第５，３８２，３９７号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
出願人は意外にも、中でも特に、自動車用途に適切な特性を有し、これらに限定されないが可塑剤をはじめとする低分子量揮発性有機化合物の高レベルの必要性を、排除しないまでも減少させうる、汲み上げ可能な発泡性水性シーラントを見いだした。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の第一の側面は、発泡性シーラント配合物であって、（ａ）重合単位として少なくとも１つのアクリルまたはメタクリルモノマーを含んでいるラテックスバインダー組成物であって、前記バインダーが、−３５〜３５℃のＴｇを有する組成物；（ｂ）親水性−親油性比が８〜２０である、アニオン性または非イオン性界面活性剤を含むプロフォーマント界面活性剤と発泡剤とからなる群から選択された気泡発生組成物；（ｃ）気泡安定剤；（ｄ）レオロジー調節剤；および（ｅ）水を含み、前記シーラントは、発泡したとき０．４〜１．８ｇ／ｃｃの密度を有するシーラント配合物を提供する。
【０００９】
本発明の第二の側面は、車両のシーリング方法であって、（１）第一の側面の発泡性シーラント配合物を供給する工程、（２）前記シーラント配合物を、０．４〜１．８ｇ／ｃｃの密度へ発泡させて、発泡シーラントを形成する工程；（３）前記発泡シーラントを、自動車に適用する工程；および前記発泡シーラントを硬化する工程を含む方法を提供する。
【００１０】
本発明の組成物は、ラテックスバインダー、気泡発生組成物、気泡安定剤、レオロジー調節剤、および水を含有する発泡性シーラント配合物である。「シーラント」とは、本明細書において、湿分、液体、気体、微粒子固体などの少なくとも１つの、空間中および／または空間の周りへの滲出を少なくとも一部、または完全に防ぐように空間を満たすのに適した材料である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
このラテックスバインダーは、重合単位として、少なくとも１つのアクリルまたはメタクリルモノマー、またはこれらの組合わせを含有する。好ましくはこのラテックスバインダーは、重合単位として、アクリルまたはメタクリルモノマーを少なくとも５０重量％、より好ましくは少なくとも７５重量％含有する。適切なラテックスバインダーは周知である。商品として入手しうる適切なラテックスバインダーの例には、Ｒｈｏｐｌｅｘ（商標）２４３８、Ｒｈｏｐｌｅｘ（商標）ＳＤ−２１、Ｌｉｐｏｃｒｙｌ（商標）ＭＢ−３６４０、Ｒｈｏｐｌｅｘ（商標）ＥＣ−２８８５、Ｒｈｏｐｌｅｘ（商標）ＳＤ−５１（すべて、ペンシルベニア州フィラデルフィアのローム・アンド・ハース社（Ｒｏｈｍ  ａｎｄ  Ｈａａｓ  Ｃｏｍｐａｎｙ）によって製造されている）などが含まれる。好ましくはこのラテックスバインダーは、１アルキル基につき１〜１８個の炭素を含有する１つまたはそれ以上のアルキルアクリレートおよび／またはアルキルメタクリレートを重合することによって調製される。適切なモノマーには例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、プロピルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ペンチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、２−エチルヘキシルアクリレート、ノニルアクリレート、ラウリルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、プロピルメタクリレート、イソプロピルメタクリレート、ブチルメタクリレート、ペンチルメタクリレート、ヘキシルメタクリレート、２−エチルヘキシルメタクリレート、ノニルメタクリレート、ラウリルメタクリレート、ベヘニルメタクリレートなどが含まれる。本明細書において用いられている「アルキル」には、直鎖、枝分かれ、および環状アルキル基が含まれる。
【００１２】
本発明の１つの実施形態において、（メタ）アクリルモノマーは、少なくとも１つの異なるモノマーと共重合される。（メタ）アクリルとは、本明細書において、アクリルモノマーもしくはメタクリルモノマー、またはこれらの組合わせを意味する。適切なコモノマーには、例えば３〜５個の炭素を含有するα，βオレフィン性不飽和カルボン酸、および４〜２０個の炭素を含有するこれらのエステル；４〜８個の炭素を含有するモノ不飽和ジカルボン酸；３〜５個の炭素を含有するα，βオレフィン性不飽和ニトリルから選択されたニトリル；３〜８個の炭素を含有する重合性エチレン性不飽和モノ−およびジ−カルボン酸、および４〜２０個の炭素を含有するこれらのエステル；４〜２２個の炭素を含有するカルボン酸のビニルエステル；２〜１２個の炭素を含有するαオレフィン；スチレンおよびスチレン誘導体；およびほかの多官能性モノマーが含まれる。好ましいコモノマーには、スチレン、アクリロニトリル、アクリル酸、アクリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−メチロール（メタ）アクリルアミド、およびイタコン酸が含まれる。
【００１３】
本発明の１つの実施形態において、ラテックスバインダーは熱可塑性エラストマーである。
【００１４】
好ましい実施形態において、この発泡性シーラント配合物は、実質的に塩素を含まないラテックスバインダーを含有する。「実質的に含まない」とは、バインダーの１重量％以下、好ましくは０．５重量％以下、より好ましくは０．１重量％以下が塩素であることを意味する。
【００１５】
このラテックスバインダーは、当業界で公知の様々な手順によるエマルジョン重合によって形成される。この手順には非限定的に、米国特許第４，５２４，０９３号、米国特許第４，８１４，３７３号、および欧州特許第ＥＰ０６２３６５９号に記載されているものが含まれる。エマルジョン重合プロセスは、１つまたはそれ以上の重合段階の使用を包含してもよい。これによって、第一段階は、コア段階ポリマーを形成し、少なくとも１つの第二段階は、コア段階ポリマーの周りにシェルを形成する。追加のポリマー段階はその後、シェル段階ポリマーの周りで重合されてもよく、追加のシェル段階ポリマーを形成する。好ましい実施形態において、バインダーポリマーの靭性は、当業界で公知の方法によって、例えばラテックスバインダーを予め架橋すること、ラテックスバインダーと架橋剤とを反応させること、自己架橋性バインダーポリマーなどを使用することなどによって強化される。
【００１６】
本発明の１つの実施形態において、ラテックスバインダーは、多官能性モノマーで予め架橋される。「多官能性」とは本明細書において、重合に利用できる多重部位を有するモノマーのことを意味する。適切な多官能性モノマーの例には、例えばアリルメタクリレート、ブチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレートなどが含まれる。
【００１７】
本発明の１つの実施形態において、このラテックスバインダーポリマーは、これが自己架橋性であるように調製される。「自己架橋性」とは、このラテックスポリマーが、十分な量の架橋剤の添加の必要もなく、十分な時間、硬化温度への暴露の時に硬化しうることを意味する。硬化時間および温度は、用いられるラテックスバインダーによるであろう。硬化は、１つまたはそれ以上のサイクルの間行なわれ、各サイクルは、同一または異なる時間および／または温度を有し、車両上の自動車用ペイントのための硬化サイクルの時間および温度によって影響されることがある。典型的な硬化プロフィールは、１４０〜１６５℃で、例えば各々１５〜３０分の少なくとも１つのサイクルを含んでいる。このラテックスバインダーが自己架橋性である本発明の実施形態において、アクリルモノマーは、次のような自己硬化性モノマーと共重合される。例えば、アクリル酸およびメタクリル酸に由来するアクリルアミド、および３〜１２個の炭素を含有するこれらのＮ−アルキロールまたはＮ−アルコキシアルキル誘導体；Ｎ−メチロールアクリルアミド；Ｎ−置換またはほかの置換アミド；アセトアセトキシエチルメタクリレート；エポキシド化アクリレート、例えばグリシダルメタクリレート；ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート；メタクリル酸などである。「（メタ）アクリレート」とは、本明細書において、アクリレートもしくはメタクリレート、またはこれらの組合わせを意味する。
【００１８】
本発明の代替実施形態において、架橋剤は、ラテックスバインダーと反応させるために用いられてもよい。本発明のこの実施形態において、ラテックスバインダーポリマーは、架橋剤と反応して硬化バインダーを得ることができる官能性部分を有する。適切な部分は、架橋剤と反応しうるもの、例えばヒドロキシル、カルボキシル、アセトアセトキシエチルメタクリレート官能性部分などが含まれる。適切な架橋剤は、ラテックスポリマー官能性部分と反応しうるものであり、ラテックスバインダーの硬化を引起こす。これには例えば、メラミン／ホルムアルデヒド樹脂を含有する樹脂、エポキシ樹脂、アミン、イソシアネートなどが含まれる。当業者は、様々な型の官能性部分とともに使用するのに、どの架橋剤がより適切であるかを知っている。
【００１９】
ラテックスバインダーは、フォックス方程式（１）（Ｔ．Ｇ．Ｆｏｘ，Ｂｕｌｌ．Ａｍ．Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｓｏｃ．，第１巻、発行番号３、ページ１２３（１９５６））を用いて計算された場合、−３５〜３５℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有する。すなわち、モノマーＭ１およびＭ２のコポリマーのＴｇを計算するためのものは、次のとおりである：
【００２０】
【化１】
2006188684.tif 000002
【００２１】
ここで、
Ｔｇ（ｃａｌｃ．）は、コポリマーについて計算されたガラス転移温度であり；
ｗ（Ｍ１）は、コポリマー中のモノマーＭ１の重量分率であり；
ｗ（Ｍ２）は、コポリマー中のモノマーＭ２の重量分率であり；
Ｔｇ（Ｍ１）は、Ｍ１のホモポリマーのガラス転移温度であり；
Ｔｇ（Ｍ２）は、Ｍ２のホモポリマーのガラス転移温度であり；
すべての温度は、°Ｋで測定される。
【００２２】
−６０〜６０℃のＴｇを有するラテックスバインダーが、発泡性シーラント組成物への使用に適しうる。しかしながら、この範囲内のＴｇを有する単一ラテックスバインダーの使用は、様々な使用温度において、性能に関する制限の問題がある。したがって、各々異なるＴｇを有する、ラテックスバインダーのブレンドを用いることが好ましい。このようなブレンドの使用は、特に発泡性シーラント配合物を含有する自動車の製造業者が、自動車が広い温度範囲に暴露される地理的地域で、または各々有意に異なる温度パターンを有する多くの地理的地域で車両を販売する場合に有利である。本発明の１つの実施形態において、−３５〜３５℃のＴｇを有するラテックスバインダーが、少なくとも１つの第二ラテックスバインダーと混合される。第二ラテックスバインダーは、−６０〜０℃、好ましくは−４０〜０℃、より好ましくは−４０〜−２０℃の範囲内のＴｇを有する低いＴｇのバインダーであってもよい。あるいはまた、第二ラテックスバインダーは、０〜６０℃、好ましくは２０〜５０℃、より好ましくは３０〜４０℃の範囲のＴｇを有する、高いＴｇのバインダーであってもよい。−３５〜３５℃のＴｇを有するラテックスバインダーは、低いＴｇのラテックスバインダーおよび高いＴｇのラテックスバインダーの両方と混合されてもよい。
【００２３】
発泡性シーラント配合物が、音響目的で用いられることになる場合、このラテックスバインダーと低いＴｇのラテックスバインダーとのブレンドは、低い温度、例えば−２０〜０℃で音響性能を可能にし、一方、このラテックスバインダーと高いＴｇのラテックスバインダーとのブレンドは、高い温度、例えば２０〜４０℃で音響性能を可能にする。これらのブレンドされたラテックスバインダーの相対割合は、所望の性能特徴によるであろう。好ましくはブレンドの総重量を基準にしたこのブレンドの少なくとも５０重量％は、−３５〜３５℃のＴｇを有するラテックスバインダーである。
【００２４】
発泡性シーラント配合物は、発泡されて、例えば自動車において有用なシーラントを形成しうる。発泡シーラントは、０．４〜１．８ｇ／ｃｃ、好ましくは０．６〜１．５ｇ／ｃｃ、より好ましくは０．８〜１．２ｇ／ｃｃの発泡体密度を有する。この高い発泡体密度は、より低い密度を有する発泡体、例えば、発泡体密度が典型的には約０．１〜０．３ｇ／ｃｃである場合、テキスタイル用途に典型的に用いられている発泡体によって達成しうるものよりも、乾燥および／または硬化後、より高い引張り強さの達成を可能にする。本発明の発泡シーラントは、好ましくは立ち泡である。これは、実質的に圧潰されていない形態で用いられることを意味する。テキスタイル用の発泡アクリル樹脂の場合、テキスタイルの加工処理は典型的には、適用された発泡体の圧潰、ついで硬化を含む。テキスタイル用の発泡性組成物中への高レベルの空気の統合の結果、より低い引張り強さを有する乾燥発泡体を生じる。これは、中でも特に、発泡体の圧潰を容易にする。本発明の１つの実施形態において、発泡および硬化したシーラント配合物は、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８５％の破断点伸びを有する。本発明のもう１つの実施形態において、発泡および硬化シーラント配合物は、少なくとも５０％、好ましくは少なくとも７５％、より好ましくは少なくとも８５％の最大引張り点伸びを有する。
【００２５】
ラテックスバインダーに加えて、発泡性シーラント配合物は、少なくとも１つの気泡発生組成物を含有する。気泡発生組成物は、プロフォーマント界面活性剤であってもよい。「プロフォーマント」とは、本明細書において、気泡バブルの形成を補助する界面活性剤を意味する。好ましい実施形態において、プロフォーマント界面活性剤は、８〜２０、好ましくは１０〜１８、より好ましくは１２〜１６の親水性−親油性バランス（ＨＬＢ）を有する、アニオン性または非イオン性界面活性剤である。「親水性−親油性バランス」という用語は、当業者に周知であり、界面活性剤の親水性および疎水性基の関係の経験的表現を表わす。これは、約１〜２０の経験的尺度に基づく。低いＨＬＢ数（＜１０）を有する界面活性剤は、水中への制限された溶解性を有する。高いＨＬＢ値（＞１０）を有する界面活性剤は、水中に可溶であり、良好な分散剤である。好ましいプロフォーマント界面活性剤は、小さい均一なバブルの形成を補助する。プロフォーマント界面活性剤は好ましくは、ラテックスバインダーの乾燥重量を基準にして、０．５重量％〜５重量％の量で用いられる。適切なプロフォーマント界面活性剤は、当業界において公知であり、これには例えば、脂肪族もしくはアルキルアリールスルホン酸の塩、例えばナトリウムラウリルスルフェートもしくはナトリウムドデシルベンゼンスルホネート；および非イオン性界面活性剤、例えば脂肪アルコールのポリ酸化エチレン縮合物が含まれる。
【００２６】
あるいはまた、気泡発生組成物は、発泡剤であってもよい。「発泡剤」とは、本明細書において、気泡を生成する目的で混合物中に組み込まれている物質を意味する。適切な発泡剤には、例えば化学的発泡剤、例えばアジドホルメート、重炭酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、アゾジカルボンアミドなど；および発泡性微小球、例えばＥｘｐａｎｃｅｌ（商標）微小球（スウェーデン国サンズヴァルのアクゾ・ノーベル（Ａｋｚｏ  Ｎｏｂｅｌ，Ｓｕｎｄｓｖａｌｌ，Ｓｗｅｄｅｎ）によって製造されたもの）が含まれる。
【００２７】
発泡性シーラント配合物はさらに、気泡安定剤も含有する。「安定剤」とは、本明細書において、この発泡体中の気泡の破壊を少なくとも部分的に阻害する化合物を意味する。好ましい界面活性剤は、少なくとも１つの長鎖脂肪族基を有するものである。この安定剤は好ましくは、ラテックスバインダーの乾燥重量を基準にして、１〜１０重量％の量で用いられる。適切な安定化化合物は、当業界において公知であり、これには例えば、１８炭素脂肪族酸、もしくは約１６〜２０個の炭素の脂肪族カルボン酸の混合物の塩、特にこの酸が飽和されている場合、例えばＮＨ４、Ｎａ、Ｋステアレート；および１２〜２４個の炭素の脂肪酸、例えばオレイン酸、タロー脂肪酸、トールオイル脂肪酸などの塩が含まれる。
【００２８】
さらには、この発泡性シーラント配合物は、レオロジー調節剤も含有する。「レオロジー調節剤」とは、本明細書において、適切な気泡安定、および発泡シーラントの適用に必要とされる程度の粘度を得るために有用な材料を意味する。好ましくはレオロジー調節剤は、細かく均一で安定な気泡の形成を補助する。レオロジー調節剤は好ましくは、ラテックスバインダーの乾燥重量を基準にして、０．５〜１０重量％の量で用いられる。適切なレオロジー調節剤には、例えばヒドロキシエチルセルロース；アルカリ膨潤性レオロジー調節剤、例えばＡｃｒｙｓｏｌ（商標）ＡＳＥ−６０、Ａｃｒｙｓｏｌ（商標）ＡＳＥ−９５Ｐ（どちらもペンシルベニア州フィラデルフィアのローム・アンド・ハース社によって製造されている）；疎水的に変性されたアルカリ膨潤性増粘剤、例えばＡｃｒｙｓｏｌ（商標）ＴＴ−６１５（ペンシルベニア州フィラデルフィアのローム・アンド・ハース社によって製造されている）；疎水的に変性された酸化エチレンウレタン、例えばＡｃｒｙｓｏｌ（商標）ＲＭ−１２Ｗ（ペンシルベニア州フィラデルフィアのローム・アンド・ハース社によって製造されている）など、およびこれらの組合わせが含まれる。
【００２９】
発泡性シーラント配合物の固体含量は好ましくは、総シーラント配合物の重量を基準にして、５０〜８０重量％である。残りの非固体は主として水である。
【００３０】
場合により、発泡性シーラント配合物は、増量剤および／またはほかの顔料を含有してもよい。「増量剤」とは、本明細書において、この発泡性配合物のより高いコストの成分に替わるものとして用いることができ、かつその存在が発泡体形成を危うくせず、あるはまた発泡性シーラントの性能を失わせない材料を意味する。適切な増量剤には、例えば粘土、雲母、タルク、シリカ、アルミニウム水和物などが含まれる。
【００３１】
適用された乾燥シーラントが、強靭で耐久性があり、柔軟性で、例えば加圧によって引起こされた変形の時にその形状を回復しうることが望ましい。これらの特性の少なくとも１つは、上記のような硬化剤、ポリウレタン分散液、溶液状の機能性シリコーン、可塑剤など、またはこれらの組合わせの使用によって、発泡性シーラント配合物へ付与することができる。靭性、耐久性、または変形回復の少なくとも１つを付与するのに有用な硬化剤には例えば、触媒をともなった、またはともなわないメラミン／ホルムアルデヒド樹脂、例えばＣｙｍｅｌ（商標）３０３／ｐＴＳＡ（コネチカット州スタンフォードのサイテック・インダストリーズ（Ｃｙｔｅｋ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）によって製造されている）；エポキシ樹脂、水分散イソシアネートなどが含まれる。靭性および柔軟性の少なくとも１つを付与するのに適したポリウレタン分散液には、例えばＳａｎｃｕｒｅ（商標）２０２６（オハイオ州ブレックスビル（Ｂｒｅｃｋｓｖｉｌｌｅ）のノヴェオン（Ｎｏｖｅｏｎ）によって製造されている）が含まれる。機能性シリコーンの水溶液、例えばＳｉｌｉｃｏｎｅ  Ｓｏｌｕｔｉｏｎ（商標）ＣＴ１０１（ミシガン州エイドリアン（Ａｄｒｉａｎ）のワッカー（Ｗａｃｋｅｒ）によって製造されている）は、気泡回復の促進に有用である。可塑剤、例えばＳａｎｔｉｃｉｚｅｒ（商標）２６１（ミズーリ州セントルイスのモンサント（Ｍｏｎｓａｎｔｏ）によって製造されている）は、柔軟性または低温性能の少なくとも１つを付与するのに有用である。
【００３２】
発泡性シーラント配合物は、機械的または化学的に、閉じ込められた気泡の導入によって発泡させることができる。気泡の機械的導入が好ましい。バインダー材料の従来の発泡方法は周知である。典型的な機械的発泡方法は、気体、例えば空気、窒素、もしくは二酸化炭素など、またはこれらの混合物のバブルを、機械的発泡機の混合ヘッドの中に配置された発泡性配合物中に注入し、混合ヘッドにおける目の粗い泡の形成を引起こすことである。任意に、この発泡性配合物は、より良好な気泡発生を促進するために混合ヘッド中への導入前に約３５〜約３８℃の温度に加温されてもよい。この泡は好ましくは、高せん断を用いて精製されて、サイズが実質的に均一なバブルの滑らかで細かい均質気泡を生じる。この気泡は、例えばホースを通して混合ヘッドから汲み出してアプリケーター、例えば押し出しコーターに入れられてもよい。汲み上げ速度、気体圧力、気体流速、および発泡ヘッド中のローターの速度は、所望の発泡体密度を生成するために制御することができる。気体をラテックス中に押し込む気体圧力は、好ましくは少なくとも１ｋｇ／ｃｍ２だけ背圧を超えるべきである。差圧は、中でも特に、シーラント配合物粘度、気体供給率、およ発泡体送達ホースの長さおよび直径によって影響される。
【００３３】
あるいはまたこの気泡は、例えば発泡性配合物成分と発泡剤とを混合することによって、化学的に発生させることができる。化学的発泡剤、例えばアジドホルメート、重炭酸ナトリウム、ｐ−トルエンスルホニルヒドラジド、アゾジカルボンアミドなどが、この発泡性配合物に添加されてもよく、ついで発泡剤からの、気体、例えば窒素もしくは二酸化炭素の放出を引起こすのに十分な温度に加熱されてもよい。加熱は典型的には、閉鎖室で実施される。ここで、バブルが潰れるのを防ぐために、バブル膨張を制御することができる。ほかの発泡剤、例えば膨張性微小球、例えばＥｘｐａｎｃｅｌ（商標）微小球（スウェーデン国サンズヴァルのアクゾ・ノーベルによって製造されている）を用いることができる。Ｅｘｐａｎｃｅｌ（商標）微小球は、熱可塑性ポリマーシェルによってカプセル化された気体を含有する。これらの微小球は、発泡性配合物へ添加され、ついで加熱されてもよい。シェルの内部の気体の加熱は、気体圧の増加、および熱可塑性シェルの軟化を引起こし、その結果、微小球の容積の有意な増加を生じる。発泡剤は、単独で、互いに組合わせて、および／または機械的発泡と組合わせて用いられてもよい。発泡剤が用いられている本発明のこれらの実施形態において、プロフォーマント界面活性剤を発泡性配合物中に含める必要はない。
【００３４】
この発泡シーラント配合物は、発泡体を適用するための従来の手段によって基体へ適用されてもよく、ついで硬化されてもよい。好ましくはこの発泡シーラント配合物は、自動車の基体、例えば電着コートされた金属、亜鉛メッキ鋼板を包含する金属、プラスチック、ほかの硬質非多孔質基体などへ接着しうる。本発明の１つの実施形態において、この発泡シーラント配合物は、金属、またはシーラントおよび液体が加えられた防音コーティングが典型的に適用されている非多孔質表面の少なくとも１つへの、少なくとも１ｉｎ−ｌｂ、好ましくは少なくとも３ｉｎ−ｌｂ、より好ましくは少なくとも５ｉｎ−ｌｂの１８０度剥離接着を有する。
【００３５】
本発明の１つの実施形態において、乾燥および硬化された発泡性シーラント配合物は、防音に対して有用である。好ましくはこのラテックスバインダーは単独で、またはシーラント配合物中で、防音能力を有し、したがってこのラテックスポリマーの動的機械的分析マスターカーブは、２０〜２５℃において０．０００１〜１０，０００Ｈｚの周波数範囲内で、少なくとも１．５の最大タンデルタ（ｔａｎ  ｄｅｌｔａ）を生じる。
【００３６】
次の実施例は、本発明を例証するために示されている。
【実施例】
【００３７】
発泡性シーラント配合物および発泡
実施例１−３
発泡性シーラント配合物を、表１−３の成分を混合して調製した。各シーラント配合物を、０．６〜０．９ｇ／ｃｍ２の密度まで空気を組み込むために、高速で台所補助型ミキサーで短時間発泡させた。ついでこの発泡体を、低速で短時間精製した。この発泡体の外見は、滑らかで均質であった。この発泡体を、非多孔質基体へ適用し、乾燥し、硬化した。
【００３８】
【表１】
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【００３９】
【表２】
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【００４０】
【表３】
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【００４１】
実施例４−６
発泡性シーラント配合物を、表４の成分を混合して調製した。各シーラント配合物を、高速で台所補助型ミキサーで短時間発泡させた。ついでこの発泡体を、低速で短時間精製した。この発泡体の性質は、表４に記載されているとおりであった。
【００４２】
【表４】
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【００４３】
実施例７−１０
発泡性シーラント配合物を、表５−１０の成分を混合して調製した。各シーラント配合物を、０．６〜０．９ｇ／ｃｍ２の密度まで空気を組み込むために、高速で台所補助型ミキサーで短時間発泡させる。ついでこの発泡体を、低速で短時間精製する。この発泡体の外見は、滑らかで均質であった。発泡体を非多孔質基体へ加え、乾燥し、硬化した。
【００４４】
【表５】
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【００４５】
【表６】
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【００４６】
【表７】
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【００４７】
【表８】
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【００４８】
実施例１１．発泡シーラントの適用および引張りテスト
発泡プロセス後まもなく、発泡体の一部分を、引張りテストのためにシリコーン剥離紙に加えた。
【００４９】
テスト標本の調製
まず、気泡の均一遊離フィルムを、次のようにして修正ＡＳＴＭＤ４７０８−９９方法（有機コーティングの均一遊離フィルムの調製のための標準的実施）にしたがって調製した。滑らかで平らな表面を、厚さ５ミルのシリコーンコーテッド剥離紙のシートで覆った。ついでこの発泡体のフィルムを、１インチギャップ、１分あたり１インチのクロスヘッド速度、および１／２インチ幅の長方形標本を用いて、７５ミルドロー・バーを用いて、シリコーンコーテッド紙に適用した。適用されたフィルムは、ＡＳＴＭテスト方法Ｄ１００５（マイクロメーターを用いた有機コーティングのドライフィルム厚さの標準的測定方法）の手順Ａにしたがって、マイクロメーターフィルム厚さゲージによって測定された場合、５０ミル±１０％の厚さを有していた。適用されたフィルムを、周囲温度で１０分間、８０℃で１５分間、および１５０℃で３０分間乾燥した。
【００５０】
発泡体の引張りテスト
引張りテストを、次のようにして修正ＡＳＴＭＤ２３７０−９８（有機コーティングの引張り特性についての標準的テスト方法）にしたがって実施した：
引張りテスターの荷重計量および記録装置を平衡させ、ゼロにし、製造業者によって特定された方法にしたがって校正した。引張りテスターは、１００〜２，０００ｇの能力を有するロードセルを備え、かつ指示器を備えた、ジョー分離型の定速を有するものであった。
【００５１】
各々切れ目も割れ目も示していない４つのテスト標本を、少なくとも２４時間、周囲条件下に状態調節し、２３±２℃および５０％相対湿度でテストした。２５ｍｍのゲージ長を選択した。各標本の厚さを、ゲージ長の区域内で２〜３回測定して、ＡＳＴＭテスト方法Ｄ１００５の手順Ａにしたがって、マイクロメーターで±０．１ミルまで測定した。
【００５２】
引張りテスターのジョー分離を、選択されたゲージ長に設定した。この機械へのグリップの接着点を結ぶ想像線と、標本の長軸とを整合するように注意しつつ、テスト機のグリップの中にテスト標本を配置した。テスト中の標本の逃げを最小限にするのに必要な程度まで、これらのグリップを一様にかつしっかりと締め付けた。引張りテスターのクロスヘッド速度を、選択されたゲージ長について１００％／分の伸び率（歪速度）を生じるように設定した。
【００５３】
テスト標本を選択し、フィルムの破断に至るまで伸ばした。応力−歪曲線を、次のように評価した：
標本伸びは、もとの負荷点から破断点までのジョー分離の増加を測定することによって決定した。フィルムを破断するのに必要とされる引張り荷重（１平方インチあたりのポンド）を測定した。傾斜が一定になる、応力−歪曲線における最初の点から１％フィルムを伸ばすための引張り荷重（ポンド）を決定した。残りの３つのテスト標本について、テストを繰り返した。
【００５４】
各標本について、伸び（Ｅ）、引張り強さ（ＴＳ）、および剛性（弾性モジュラス（Ｓ））を、ＡＳＴＭ方法Ｄ２３７０のそれぞれ方程式（１）、（２）、および（３）にしたがって計算した。４つの標本について得られた引張り強さおよび伸びの均一性の結果を調べた。偽りの値は検出されず、したがって４つのテストすべての結果を平均した。テストの結果を表９に記載する。
【００５５】
【表９】
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【００５６】
実施例１２．発泡シーラントの適用および接着テスト
接着テストを、次のようにして、修正ＡＳＴＭＣ７９４−０１（エラストマー接合シーラントの剥離中接着（Ａｄｈｅｓｉｏｎ−ｉｎ−Ｐｅｅｌ）についての標準的テスト方法）（以後「金属への１８０°剥離接着」テスト）にしたがって実施した：
４つのテスト標本を、次の手順を用いて調製した：
テスト表面、すなわち電着コートされた金属パネル（カソード電着によってプライマーでコートされた、リン酸塩処理された冷間圧延鋼）を、イソプロパノールを用いて洗浄し、ついで洗剤溶液での完全洗浄、蒸留水で最終の濯ぎ洗い、および空気乾燥を行なった。
【００５７】
発泡シーラントを、比較例４および実施例５−６に記載されているように調製した。発泡プロセス後まもなく、発泡体の一部を、３５ミルドロー・バーを用いて、クリーンな、乾燥した電着コートされた金属パネルに加えた。羽布（Ａｉｒｐｌａｎｅ  Ｃｌｏｔｈ）（グレードＡ、デサイズされた、４．２８ｏｚ／ｙｄ、８０／８４カウント、少なくとも１７８ｍｍ長さ、７６ｍｍ幅の６片）のストリップを、発泡シーラントの層の上に載せた。発泡シーラントがこの羽布に完全に浸透してしまうまで、ドロー・バーの真っ直ぐなエッジを用いて、この羽布を発泡シーラントの中に軽く押し込んだ。ついで発泡シーラントの第二層を、４０ミルのドロー・バーを用いて加えた。発泡シーラントを含有する標本を、室温に１０分間、８０℃に１５分間、１５０℃に３０分間付すことによって、乾燥および／または硬化した。
【００５８】
完全な乾燥および／または硬化時間後直ちに、鋭利な刃で、標本の縦に４つの切込みを行ない、基体表面まで通して完全に切断した。過剰な材料を除去し、約９．５ｍｍ幅の空間で分離された、布でカバーされたシーラントの２つの２５．４ｍｍ幅のストリップを残すようにした。テストストリップ中のシーラント／基体結合が妨げられないように、過剰材料を除去する時に注意を払った。標本をテスト機に入れた。この機械は、５１ｍｍ／分の分離速度で引っ張ることができる引張りグリップを有し、０．４５ｋｇ単位で校正されたチャート指示器を有していた。このテスト機を用いて、この布を、５０．８ｍｍ／分の分離速度で、１８０°の角度で剥離した。標本を約１分間剥離し、テスト機によって示された平均力（ｉｎ−ｌｂ）を記録した。テストを４重に行なった。４つの布のどれも、シーラントからきれいに剥がれず、したがってこれらの結果のどれも捨てられなかった。４つのテストすべての結果を平均し、表１０に記載する。
【００５９】
【表１０】
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【外国語明細書】
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